JP2007324181A - Prober and probing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体ウエハなどの基板上に形成された半導体チップ(ダイ)、MEMSなどの複数の電子デバイスの電気的な検査を行うために電子デバイスの電極をテスタに接続するプローバ及びプロービング方法に関する。以下、半導体ウエハ上に形成された電子デバイス(半導体チップ)を検査する場合を例として説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、基板上に形成されたMEMSやガラス基板上に形成された液晶パネル上の電子デバイスなどの電気的な検査を行うプローバ及びプロービング方法にも適用可能である。 The present invention relates to a prober and a probing method for connecting an electrode of an electronic device to a tester in order to perform electrical inspection of a plurality of electronic devices such as a semiconductor chip (die) formed on a substrate such as a semiconductor wafer and MEMS. . Hereinafter, a case where an electronic device (semiconductor chip) formed on a semiconductor wafer is inspected will be described as an example. However, the present invention is not limited to this, and the MEMS or glass substrate formed on the substrate is not limited thereto. The present invention can also be applied to a prober and a probing method for performing electrical inspection of an electronic device or the like on the formed liquid crystal panel.
半導体製造工程では、薄い円板状の半導体ウエハに各種の処理を施して、電子デバイスをそれぞれ有する複数のチップ(ダイ)を形成する。各チップは電気的特性が検査され、その後ダイサーで切り離なされた後、リードフレームなどに固定されて組み立てられる。上記の電気的特性の検査は、プローバとテスタを利用して行われる。プローバは、ウエハをステージに固定し、各チップの電極パッドにプローブを接触させる。テスタは、プローブに接続される端子から、電源および各種の試験信号を供給し、チップの電極に出力される信号をテスタで解析して正常に動作するかを確認する。 In the semiconductor manufacturing process, various processes are performed on a thin disk-shaped semiconductor wafer to form a plurality of chips (dies) each having an electronic device. Each chip is inspected for electrical characteristics, then separated by a dicer, and then fixed to a lead frame and assembled. The inspection of the electrical characteristics is performed using a prober and a tester. The prober fixes the wafer to the stage and brings the probe into contact with the electrode pad of each chip. The tester supplies power and various test signals from the terminals connected to the probe, and analyzes the signals output to the electrodes of the chip with the tester to check whether it operates normally.
電子デバイスは広い用途に使用されており、広い温度範囲で使用される。そのため、電子デバイスの検査を行う場合、例えば、室温(常温)、200°Cのような高温、及び−55°Cのような低温で、検査する必要があり、プローバにはこのような環境での検査が行えることが要求される。そこで、プローバにおいてウエハを保持するステージのウエハ載置面の下に、例えば、ヒータ機構、チラー機構、ヒートポンプ機構などのステージの表面の温度を変えるウエハ温度調整機構を設けて、ステージの上に保持されたウエハを加熱又は冷却することが行われる。 Electronic devices are used in a wide range of applications and are used in a wide temperature range. Therefore, when inspecting an electronic device, it is necessary to inspect at room temperature (room temperature), a high temperature such as 200 ° C., and a low temperature such as −55 ° C. It is required that the inspection can be performed. Therefore, a wafer temperature adjustment mechanism that changes the temperature of the surface of the stage, such as a heater mechanism, a chiller mechanism, or a heat pump mechanism, is provided below the wafer mounting surface of the stage that holds the wafer in the prober, and is held on the stage. The heated wafer is heated or cooled.
図1は、ウエハ温度調整機構を有するプローバを備えるウエハテストシステムの概略構成を示す図である。図示のように、プローバ10は、基台11と、その上に設けられた移動ベース12と、Y軸移動部13と、X軸移動部14と、Z軸移動部15と、Z軸移動台16と、θ回転部17と、ステージ18と、プローブの位置を検出する針位置合わせカメラ19と、支柱20及び21と、ヘッドステージ22と、図示していない支柱に設けられたウエハアライメントカメラ23と、ヘッドステージ22に設けられたカードホルダ24と、カードホルダ24に取り付けられるプローブカード25と、ステージ移動制御部27と、を有する。プローブカード25には、カンチレバーやスプリングピンなどのプローブ26が設けられる。移動ベース12と、Y軸移動部13と、X軸移動部14と、Z軸移動部15と、Z軸移動台16と、θ回転部17は、ステージ18を3軸方向及びZ軸の回りに回転する移動・回転機構を構成し、ステージ移動制御部27により制御される。移動・回転機構については広く知られているので、ここでは説明を省略する。プローブカード25は、検査するデバイスの電極配置に応じて配置されたプローブ26を有し、検査するデバイスに応じて交換される。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a wafer test system including a prober having a wafer temperature adjusting mechanism. As shown, the
ステージ18内には、ステージ18の高温又は低温にするためのヒータ・冷却液路28が設けられている。温度制御部29は、ヒータ・冷却液路28のヒータに供給する電力及び冷却液路に循環させる冷却液の温度を制御する。これにより、ステージ18を高温から低温の間の所望の温度にすることができ、それに応じてステージ18に保持されたウエハWを所望の温度にして検査を行うことができる。なお、温度制御部29は、ステージ18の表面の近くに設けられた図示していない温度センサの検出した温度に基づいて制御を行う。
In the
テスタ30は、テスタ本体31と、テスタ本体31に設けられたコンタクトリング32とを有する。プローブカード25には各プローブに接続される端子が設けられており、コンタクトリング32はこの端子に接触するように配置されたスプリングプローブを有する。テスタ本体31は、図示していない支持機構により、プローバ10に対して保持される。
The
検査を行う場合には、針位置合わせカメラ19がプローブ26の下に位置するように、Z軸移動台16を移動させ、針位置合わせカメラ19でプローブ26の先端位置を検出する。このプローブ26の先端位置の検出は、プローブカードを交換した時にはかならず行う必要があり、プローブカードを交換しない時でも所定個数のチップを測定するごとに適宜行われる。次に、ステージ18に検査するウエハWを保持した状態で、ウエハWがウエハアライメントカメラ23の下に位置するように、Z軸移動台16を移動させ、ウエハW上の半導体チップの電極パッドの位置を検出する。1チップのすべての電極パッドの位置を検出する必要はなく、いくつかの電極パッドの位置を検出すればよい。また、ウエハW上のすべてのチップの電極パッドを検出する必要はなく、いくつかのチップの電極パッドの位置が検出される。
When the inspection is performed, the Z-axis moving table 16 is moved so that the
図2は、電極パッドをプローブ26に接触させる動作を説明するための図である。プローブ26の位置及びウエハWの位置を検出した後、チップの電極パッドの配列方向がプローブ26の配列方向に一致するように、θ回転部17によりステージ18を回転する。そして、ウエハWの検査するチップの電極パッドがプローブ26の下に位置するように移動した後、ステージ18を上昇させて、電極パッドをプローブ26に接触させる。
FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of bringing the electrode pad into contact with the
プローブ26は、バネ特性を有し、プローブの先端位置より接触点を上昇させることにより、電極に所定の接触圧で接触する。ウエハWとプローブ26の先端の配列面との傾き及びプローブ26の先端位置のばらつきなどを考慮して、電極パッドとプローブ26が確実に接触するように、プローブ26の先端位置より高い位置まで電極パッド、すなわちウエハWの表面を上昇させている。これをオーバードライブと称し、検出したプローブ26の先端位置からウエハWの表面を更に上昇させる移動量をオーバードライブ量と称する。従って、すべてのプローブが所定の接触圧でウエハの電極に接触していれば、ステージ18全体には、1本のプローブの接触圧にプローブ本数を乗じた接触圧力が印加される。近年は、スループットの向上のため、複数のダイを同時に検査するマルチプロービング処理が行われており、プローブの本数が数千本にもなる場合があり、そのような場合には、プローブカード25及びステージ18には全体として非常に大きな接触圧が印加される。
The
プローブの先端位置のバラツキは所定の範囲内になるように設定されており、針位置合わせカメラ19で確認され、先端位置が所定の範囲外のプローブが存在する場合にはプローブカードは補修される。このようにプローブの先端位置が所定の範囲内にあるので、上記のように、半導体チップの電極をプローブに接触させる時に、接触位置から更にオーバードライブ量だけウエハを上昇させることで、各プローブの電極との接触圧が所定の範囲内になると考えられてきた。
The variation of the probe tip position is set to be within a predetermined range, which is confirmed by the
しかし、半導体デバイスの微細化及び高集積化に応じて、電極部分の膜厚も薄くなる傾向にあり、接触圧の許容範囲も小さくなっている。特に、高温又は低温での検査を行う場合には、各部の温度が変化して移動機構の移動量などに誤差を生じ、オーバードライブしただけではプローブ26を所定の範囲の接触圧で電極に接触できないという問題を生じている。
However, with the miniaturization and high integration of semiconductor devices, the film thickness of the electrode portion tends to decrease, and the allowable range of contact pressure is also reduced. In particular, when performing inspections at high or low temperatures, the temperature of each part changes, causing an error in the moving amount of the moving mechanism, etc., and the
また、プローブが接触することにより、ステージが微小ではあるが傾斜して接触位置に誤差を生じるという問題もある。この問題はプローブ数が増加すると無視できない誤差を生じる。 In addition, there is also a problem that the stage is tilted but tilted to cause an error in the contact position due to the contact of the probe. This problem causes non-negligible errors as the number of probes increases.
そこで、特許文献1は、オーバードライブ量からプローブカードのステージに対する荷重を演算して、荷重によりステージが傾斜する時には移動位置を補正することを記載している。しかし、荷重はオーバードライブ量から演算しており、各種の変動を考慮すると、荷重、すなわちプローブの接触圧を正確に演算するのは難しいという問題がある。 Therefore, Patent Document 1 describes that the load on the stage of the probe card is calculated from the amount of overdrive, and the moving position is corrected when the stage is tilted by the load. However, the load is calculated from the amount of overdrive, and considering various fluctuations, there is a problem that it is difficult to accurately calculate the load, that is, the contact pressure of the probe.
また、特許文献2は、プローブカードの温度及びプローブカードの接触圧の少なくとも一方を検出して、検出した値に基づいてステージの位置を補正することを記載している。圧力の検出は圧力センサを使用して行う。
Further,
更に、特許文献3は、ステージに荷重を測定する圧力センサを設け、プローブとウエハとの接触により発生する荷重を測定して、オーバードライブ量を制御すること、言い換えればプローブ全体の電極に対する接触圧を一定にすることを記載している。
Further, in
更に、特許文献4は、ステージの位置を検出するリニアエンコーダを設けて、オーバードライブ量と実際の変位量の差からプローブのウエハとの接触による沈み量を演算して接触圧を演算することを記載している。 Further, Patent Document 4 provides a linear encoder that detects the position of the stage, and calculates the contact pressure by calculating the amount of sinking due to contact of the probe with the wafer from the difference between the overdrive amount and the actual displacement amount. It is described.
特許文献2は、プローブカードに設けた圧力センサによりプローブのウエハとの接触によりプローブカードに生じる圧力を検出しており、圧力センサを設けるためコストが増加するという問題がある。特に、プローブカードに生じる圧力は位置により異なるので複数箇所に圧力センサを設けており、コスト増加が大きい。
特許文献3も圧力センサを使用しており、圧力センサを設けるためコストが増加するという問題がある。特に、ステージはプローブが接触しても傾斜しない剛性が必要であるが、特許文献3では、ステージを支持する部分に圧力センサを設けており、ステージの剛性を維持しながら荷重を測定する圧力センサを設けるのは難しく、圧力センサの設置機構が複雑で高コストになるという問題がある。
特許文献4は、リニアエンコーダにより検出したステージの位置から接触圧を演算しており、接触圧に直接関係する物理量を検出するものではないため、測定移動誤差が増加した場合などには、接触圧が正確に検出できないという問題を生じる。 Since Patent Document 4 calculates the contact pressure from the position of the stage detected by the linear encoder and does not detect a physical quantity directly related to the contact pressure, the contact pressure is increased when the measurement movement error increases. Causes a problem that cannot be detected accurately.
更に、特許文献2及び3は、ステージのウエハ載置面に垂直な方向、すなわちZ軸方向の圧力のみを問題にしているが、プローブの形状や配置によっては、ステージに対してZ軸方向だけでなく、他の軸方向や回転方向についても力が加えられ、プローブと電極の相対位置の変化を生じる場合がある。このようなZ軸方向以外の方向についても測定できるようにするには、更に多くの圧力センサを設ける必要があり、更なるコスト増加をもたらす。
Furthermore, although
本発明は、このような問題を解決するもので、プローブのウエハに対する接触圧や相対位置の変化を生じるような圧力変化を容易に低コストで検出可能にすると共に、プローブのウエハに対する接触圧を所定の範囲内に維持できるプローバ及びプロービング方法の実現を目的とする。 The present invention solves such a problem, and makes it possible to easily detect a change in pressure that causes a change in the contact pressure and relative position of the probe to the wafer at low cost, and to reduce the contact pressure of the probe on the wafer. An object is to realize a prober and a probing method that can be maintained within a predetermined range.
上記目的を実現するため、本発明のプローバ及びプロービング方法は、ステージの移動機構で、ステージの移動位置を維持する時のZ、X、Y、θの各軸方向の駆動モータの電流値を検出することにより各軸方向の荷重を検出する。 In order to achieve the above object, the prober and probing method of the present invention detects the current value of the drive motor in each of the Z, X, Y, and θ directions when the stage moving position is maintained by the stage moving mechanism. Thus, the load in each axial direction is detected.
すなわち、本発明のプローバは、基板上の電子デバイスをテスタで検査をするために、前記テスタの各端子を前記電子デバイスの電極に接続するプローバであって、前記電子デバイスの電極に接触して前記電極を前記テスタの端子に接続するプローブを有するプローブカードと、基板を保持するステージと、前記ステージを移動する移動機構と、前記移動機構を制御する移動制御部と、前記プローブカードの前記プローブの位置を検出すると共に、前記ステージに保持された前記基板の前記電子デバイスの電極の位置を検出するアライメント動作を行い、前記電子デバイスの電極と前記プローブの相対位置を検出するアライメント機構と、を備え、前記移動制御部は、前記アライメント機構の検出した前記相対位置に基づいて、検査する前記電子デバイスの電極を前記プローブに接触させるように前記移動機構を制御するプローバにおいて、前記移動機構の少なくとも1つの移動軸の駆動モータの電流値を測定するモータ電流測定部と、前記移動制御部が、前記少なくとも1つの移動軸の移動位置を維持するように制御した時の前記モータ電流測定部の測定した電流値から、前記移動機構の前記少なくとも1つの移動軸にかかる荷重を演算する電流−荷重演算部と、を備えることを特徴とする。 That is, the prober of the present invention is a prober for connecting each terminal of the tester to the electrode of the electronic device in order to inspect the electronic device on the substrate with a tester, and is in contact with the electrode of the electronic device. A probe card having a probe for connecting the electrode to a terminal of the tester, a stage for holding a substrate, a moving mechanism for moving the stage, a movement control unit for controlling the moving mechanism, and the probe of the probe card An alignment mechanism that detects the relative position between the electrode of the electronic device and the probe by performing an alignment operation of detecting the position of the electrode of the electronic device on the substrate held on the stage. The movement control unit inspects based on the relative position detected by the alignment mechanism In a prober that controls the movement mechanism so that the electrode of a child device contacts the probe, a motor current measurement unit that measures a current value of a drive motor of at least one movement axis of the movement mechanism, and the movement control unit includes: A current-load for calculating a load applied to the at least one moving axis of the moving mechanism from a current value measured by the motor current measuring unit when the moving position of the at least one moving axis is controlled to be maintained. And an arithmetic unit.
また、本発明のプロービング方法は、基板上の電子デバイスをテスタで検査をするために、プローバのプローブカードに設けられ、前記テスタの各端子に接続されるプローブを、ステージに保持された前記基板上の電子デバイスの電極に接触させるプロービング方法であって、前記プローブカードの前記プローブの位置を検出すると共に、前記ステージに保持された前記基板の前記電子デバイスの電極の位置を検出するアライメント動作を行い、前記電子デバイスの電極と前記プローブの相対位置を検出し、検出した前記相対位置に基づいて、検査する前記電子デバイスの電極を前記プローブに接触させるように移動させるプロービング方法において、前記ステージを移動させる移動機構の少なくとも1つの移動軸の駆動モータを移動位置を維持するように制御した時の前記駆動モータの電流値を測定し、測定した電流値から、前記移動機構の前記少なくとも1つの移動軸にかかる荷重を演算することを特徴とする。 Further, in the probing method of the present invention, in order to inspect an electronic device on a substrate with a tester, the substrate is provided on a probe card of a prober and probes connected to the terminals of the tester are held on the stage. A probing method for contacting an electrode of an upper electronic device, comprising: an alignment operation for detecting the position of the probe of the probe card and detecting the position of the electrode of the electronic device on the substrate held on the stage In the probing method, the relative position between the electrode of the electronic device and the probe is detected, and the electrode of the electronic device to be inspected is moved to contact the probe based on the detected relative position. The moving position of the drive motor of at least one moving shaft of the moving mechanism to be moved The current value of the drive motor when controlled to lifting was measured, from the measured current value, and calculates the load applied to said at least one moving axis of the moving mechanism.
本発明によれば、各移動軸の荷重を、低コストのモータ電流測定部により測定することができる。 According to the present invention, the load on each moving shaft can be measured by a low-cost motor current measuring unit.
移動制御部は、電流−荷重演算部の演算した荷重が所定範囲内になるように、移動機構によるステージの移動を制御する。 The movement control unit controls the movement of the stage by the movement mechanism so that the load calculated by the current-load calculation unit is within a predetermined range.
本発明では、駆動モータとして、電流値により荷重を測定できるモータを使用する。このようなモータとしては、例えば、リニアモータ、直流サーボモータ又は交流サーボモータなどが使用できる。 In the present invention, a motor capable of measuring a load with a current value is used as a drive motor. As such a motor, for example, a linear motor, a DC servo motor, an AC servo motor, or the like can be used.
プローブと基板の接触による接触圧は、主としてステージの載置面に垂直なZ軸方向に生じるので、ステージの移動機構のZ軸方向の駆動モータの荷重は少なくとも測定するが、他のX軸方向、Y軸方向及びθ回転方向の駆動モータについても必要に応じて測定する。 Since the contact pressure due to the contact between the probe and the substrate is mainly generated in the Z-axis direction perpendicular to the stage mounting surface, the load of the drive motor in the Z-axis direction of the stage moving mechanism is measured at least, but the other X-axis directions The drive motors in the Y axis direction and the θ rotation direction are also measured as necessary.
演算した荷重が所定範囲内になるようにする制御は、電子デバイスの電極がプローブに接触した状態で行うか、電極がプローブから離れた状態で行うかのいずれかである。Z軸方向及びそれ以外の方向について、この2つの方法を行うことができるが、Z軸方向については電極がプローブに接触した状態で、Z軸以外の方向については電極がプローブから離れた状態で行うことが望ましい。 Control to make the calculated load within a predetermined range is performed in a state where the electrode of the electronic device is in contact with the probe or in a state where the electrode is separated from the probe. These two methods can be performed for the Z-axis direction and other directions, but the electrode is in contact with the probe for the Z-axis direction, and the electrode is separated from the probe for directions other than the Z-axis. It is desirable to do.
ステージの温度を高温又は低温にするステージ温度調整機構を備えプローバの場合、温度変化量の増大に伴い移動機構の移動誤差も増加するので、本発明を適用すると効果的である。 In the case of a prober provided with a stage temperature adjusting mechanism for increasing or decreasing the temperature of the stage, the movement error of the moving mechanism increases with an increase in the temperature change amount. Therefore, it is effective to apply the present invention.
本発明により、プローブと基板の電極との接触が確実に行えるプローバ及びプロービング方法が、低コストで実現できる。 According to the present invention, a prober and a probing method capable of reliably contacting the probe and the electrode on the substrate can be realized at low cost.
本発明の実施例のプローバは、図1に示したウエハテストシステムで使用される。 The prober according to the embodiment of the present invention is used in the wafer test system shown in FIG.
図3は、実施例のプローバのステージ18及びその移動機構に関係する部分の構成を示す図である。図3に示すように、カードホルダ(図示せず)に保持されたプローブカード25にはプローブ26が、ステージ18に保持されたウエハWに対向するように設けられている。図1に示すように、ステージ18にはヒータ・冷却液路28が設けられているが図示は省略している。ステージ18は、θ回転部17に支持され、Z軸の回りに回転可能である。θ回転部17及び針位置合わせカメラ19は、Z軸移動台16に支持され、Z軸移動部15によりZ軸方向(上下方向)に移動可能である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a portion related to the
Z軸移動部15では、X軸移動台47に設けられた摺動ベース42に対してZ軸方向に摺動可能に支持された摺動部材41に取り付けられている。摺動部材41の底板43には、ボールネジのナット部44が取り付けられている。ボールネジ45は、Z軸移動台16の軸受(図示せず)と、X軸移動台47の軸受46に支持され、X軸移動台47に設けられたZ軸モータ48により回転される。ボールネジ45が回転すると、その回転方向に応じてZ軸移動台16がZ軸方向に移動する。
The Z-axis moving unit 15 is attached to a sliding
X軸移動部14では、Y移動台58上に、2つの側板50と、摺動ベース51が設けられている。X軸移動台47の下に設けた摺動部材52は、摺動ベース51に対してX軸方向に摺動可能に支持されており、X軸移動台47はX軸方向に移動可能である。2つの側板50の軸受(一方のみ図示)56にはボールネジ55が支持されており、側板50に設けられたX軸モータ57により回転される。X軸移動台47の下には、支持板53が設けられ、支持板53にはボールネジ55のナット部54が取り付けられている。ボールネジ55が回転すると、その回転方向に応じてX軸移動台47がX軸方向に移動する。
In the X-axis moving unit 14, two
更に、Z軸モータ48を駆動するZ軸モータ駆動部61と、X軸モータ57を駆動するX軸モータ駆動部64と、が設けられている。
Furthermore, a Z-axis motor drive unit 61 that drives the Z-
ここでは、Z軸移動機構とX軸移動機構のみを示したが、Y軸移動部13にも同様の機構が設けられており、θ回転部17にはモータによりZ軸の回りにステージ18を回転する機構が設けられており、それぞれの駆動モータを駆動する駆動部が設けられている。以上の構成は、従来例と同じである。
Here, only the Z-axis moving mechanism and the X-axis moving mechanism are shown, but the Y-
本実施例では、駆動モータ48及び57は、リニアモータである。リニアモータは、モータの荷重と電流値、すなわちトルクと電流値が対応するため、電流値を測定することにより、モータの荷重が測定できる。このようにトルクと電流値が対応するモータ、例えば直流サーボモータや交流サーボモータをリニアモータの代わりに使用することもできる。従って、トルクと電流値が対応しないステッピングモータは使用できない。
In this embodiment, the
各駆動モータにはエンコーダが設けられ、回転量が制御できるようになっている。更に、X軸、Y軸及びZ軸については、それぞれリニアスケールが設けられ、リニアスケールの値を読み取って位置制御ができるようになっている。なお、θ回転軸についても回転量を検出するスケールを設けて回転量が制御できるようになっている。 Each drive motor is provided with an encoder so that the amount of rotation can be controlled. Further, a linear scale is provided for each of the X axis, the Y axis, and the Z axis, and the position can be controlled by reading the value of the linear scale. Note that the rotation amount of the θ rotation axis can be controlled by providing a scale for detecting the rotation amount.
本実施例では、Z軸、X軸、Y軸及びθ回転軸のそれぞれの駆動モータの電流を測定し、測定値から荷重を演算する演算部を設けている。図3に示すように、Z軸モータ駆動部61におけるZ軸モータ48の駆動信号の電流を測定するZ軸電流測定部62と、測定した電流から荷重を演算する電流−荷重演算部63と、X軸モータ駆動部64におけるX軸モータ57の駆動信号の電流を測定するX軸電流測定部65と、測定した電流から荷重を演算する電流−荷重演算部66と、が設けられている。電流−荷重演算部63及び66で演算されたZ軸及びX軸の荷重データはステージ移動制御部27に送られる。なお、ここでは、Z軸とX軸の荷重を演算する部分についてのみ図示したが、Y軸及びθ回転軸についても電流測定部と電流−荷重演算部が設けられている。
In this embodiment, there is provided a calculation unit that measures the currents of the drive motors of the Z axis, the X axis, the Y axis, and the θ rotation axis, and calculates a load from the measured values. As shown in FIG. 3, a Z-axis current measurement unit 62 that measures the current of the drive signal of the Z-
図4は、実施例のプローバにおいて、ウエハの検査する半導体チップの電極をプローブに接触させ、検査の間接触状態を維持する制御動作を示すフローチャートである。 FIG. 4 is a flowchart showing a control operation in the prober of the embodiment for bringing the electrode of the semiconductor chip to be inspected on the wafer into contact with the probe and maintaining the contact state during the inspection.
ステップ101では、プローブ位置検出処理及びアライメント処理の結果に基づいて、X軸、Y軸及びθ回転移動機構を制御して、電極がプローブの下に位置するようにステージを移動する。移動量の制御は、エンコーダ及びリニアスケールなどを利用して行われる。 In step 101, the stage is moved so that the electrodes are positioned under the probe by controlling the X-axis, Y-axis, and θ rotation movement mechanisms based on the results of the probe position detection process and the alignment process. The movement amount is controlled using an encoder and a linear scale.
ステップ102では、X軸、Y軸及びθ回転の駆動モータを保持モードに切り換える。保持モードでは、移動した位置を維持する動作が行われ、リニアスケールなどを監視して、移動した位置、すなわちスケールの値が変化しないように制御が行われる。 In step 102, the X-axis, Y-axis, and θ-rotation drive motors are switched to the holding mode. In the holding mode, an operation for maintaining the moved position is performed, and the linear scale or the like is monitored, and control is performed so that the moved position, that is, the scale value does not change.
ステップ103では、Z軸の駆動モータを制御して、所定のオーバードライブ量になるようにステージを移動する。
In
ステップ104では、Z軸の駆動モータを保持モードに切り換える。上記のように、所定のオーバードライブ量になるようにステージをZ軸方向に移動しており、プローブが電極に接触して撓んでいるので、接触圧が生じている。
In
ステップ105では、Z軸の駆動モータの電流値を測定する。
In
ステップ106では、測定した電流値からZ軸の荷重を演算する。ここで演算されたZ軸の荷重はプローブの電極との接触圧に対応する。
In
ステップ107では、演算した荷重があらかじめ設定された所定の範囲内であるかを判定する。
In
もし、範囲外であれば、ステップ108に進む。これ以降、プローブと電極との接触が行われている間は、Z軸方向についてはスケールの値を維持する制御でなく、演算した荷重が所定範囲内になるようにフィードバックする制御に切り換えられる。 If it is out of range, the process proceeds to step 108. Thereafter, while the probe is in contact with the electrode, the control is switched to feedback control so that the calculated load falls within a predetermined range, not the control for maintaining the scale value in the Z-axis direction.
ステップ108では、Z軸の駆動モータの荷重が所定範囲内になるようにどちらの方向に移動すべきか決定する。言い換えれば、荷重が小さければステージを上昇させ、荷重が大きければステージを降下させる方向である。
In
ステップ109では、エンコーダまたはスケールの単位移動量だけZ軸方向に移動し、ステップ105に戻る。 In step 109, the unit moves by the unit movement amount of the encoder or scale in the Z-axis direction, and the process returns to step 105.
そして、演算したZ軸の荷重が所定範囲内に入るように、以上のステップ105から109を繰り返す。ステップ107で演算したZ軸の荷重が所定範囲内であると判定されると、ステップ110に進む。
The
ステップ110では、X軸、Y軸及びθ回転の駆動モータの電流値を測定する。
In
ステップ111では、測定した電流値からX軸、Y軸及びθ回転の荷重を演算する。
In
ステップ112では、演算した荷重があらかじめ設定された所定の範囲内であるかを判定する。もし、X軸、Y軸及びθ回転の荷重がすべて範囲内であれば、ステップ105に戻る。そして、プローブを接触させた半導体チップに対する検査を開始する。もし、X軸、Y軸及びθ回転の荷重の1つでも範囲外であれば、ステップ113に進む。ステップ113以降は、荷重が範囲外の軸についてのみ行われ、そのような軸が複数ある場合には順番に行われる。
In
ステップ113では、X軸、Y軸及びθ回転の荷重が所定範囲内になるようにどちらの方向に移動すべきか決定する。
In
ステップ114では、位置制御するスケールの値を上記の方向に単位量だけ変化させて記憶する(更新する)。
In
ステップ115では、変化させたスケールの値の値になるように移動する。
In
ステップ116では、保持モードに切り換え、ステップ110に戻る。
In
そして、ステップ110から116を繰り返して、X軸、Y軸及びθ回転の荷重が所定範囲内に入るようにする。ステップ112で、X軸、Y軸及びθ回転の荷重が所定範囲内にあると判定された場合には、ステップ105に戻る。そして、プローブを接触させた半導体チップに対する検査を開始し、検査の間ステップ105から116を繰り返す。これにより、検査の間に温度変化などによって、各部が伸縮して位置が変化しても、所望の状態が維持される。
Then, Steps 110 to 116 are repeated so that the X-axis, Y-axis, and θ rotation loads are within a predetermined range. If it is determined in
検査が終了して別の半導体チップを検査する場合には、ステージをZ軸方向に降下させてプローブを電極から離した後、ステップ101から同様の動作を行う。 When the inspection is completed and another semiconductor chip is inspected, the stage is lowered in the Z-axis direction to separate the probe from the electrode, and then the same operation is performed from Step 101.
図4のフローチャートでは、ステップ112で、演算したX軸、Y軸及びθ回転の荷重の1つでも所定範囲外であれば、そのままの状態、すなわちプローブが電極に接触した状態でX軸、Y軸及びθ回転の方向の移動が行われる。この移動はスケールの単位量である微小な移動量であり、ほとんどの場合微小量移動するだけでX軸、Y軸及びθ回転の荷重のすべてが所定範囲内になるので、プローブが電極に接触した状態で移動してもほとんど問題は生じない。しかし、プローブが電極に接触した状態で移動すると、プローブが電極面を擦るのでゴミなどが発生する恐れがある。このような問題の発生を防止するようにした制御動作の変形例を図5のフローチャートで説明する。
In the flowchart of FIG. 4, if at least one of the calculated X-axis, Y-axis, and θ rotation loads is outside the predetermined range in
図5のフローチャートは、ステップ112で、X軸、Y軸及びθ回転の荷重が所定範囲外であると判定された場合に、ステップ121に進む。
The flowchart of FIG. 5 proceeds to step 121 when it is determined in
ステップ121及び122は、ステップ113及び114と同じである。
ステップ123では、プローブと電極が非接触状態になるように、Z軸方向に移動、すなわちステージを降下させる。
In
ステップ124では、X軸、Y軸及びθ回転軸について記憶したスケール値に従って移動を行い、ステップ103に戻る。そして、再び電極がプローブに接触するようにステージを上昇させて、ステップ103以下の動作を行う。ここで、ステップ121から124は検査を開始する前に行い、検査を開始した後は、ステップ107でZ軸の荷重が所定範囲内であると判定された時には、ステップ105に戻り、ステップ110以降は、行わないようにすることが望ましい。これにより、検査の途中で、プローブと電極が非接触状態になり検査が中断されるということがなくなる。
In step 124, movement is performed according to the stored scale values for the X axis, Y axis, and θ rotation axis, and the process returns to step 103. Then, the stage is raised so that the electrode again comes into contact with the probe, and the operation after
以上、本発明の実施例を説明したが、各種の変形例があり得るのはいうまでもない。例えば、ステップ107でZ軸の荷重が所定範囲内であると判定された時には、ステップ105に戻るようにして、Z軸方向の荷重についてのみフィードバック制御を行い、X軸、Y軸及びθ回転軸については、アライメント処理に基づくスケールを利用した位置制御のみを行うようにしてもよい。
As mentioned above, although the Example of this invention was described, it cannot be overemphasized that various modifications are possible. For example, when it is determined in
本発明は、プローバであればどのようなプローバにも適用可能である。 The present invention is applicable to any prober as long as it is a prober.
13 Y軸移動部
14 X軸移動部
15 Z軸移動部
16 Z軸移動台
17 θ回転部
18 ステージ
19 針位置合わせカメラ
23 ウエハライメントカメラ
25 プローブカード
26 プローブ
27 ステージ移動制御部
48 Z軸モータ
57 X軸モータ
61 Z軸モータ駆動部
62 Z軸電流測定部
63、66 電流−荷重演算部
64 X軸モータ駆動部
65 X軸電流測定部
W ウエハ
13 Y-axis moving unit 14 X-axis moving unit 15 Z-axis moving unit 16 Z-axis moving table 17
Claims (10)
前記電子デバイスの電極に接触して前記電極を前記テスタの端子に接続するプローブを有するプローブカードと、
基板を保持するステージと、
前記ステージを移動する移動機構と、
前記移動機構を制御する移動制御部と、
前記プローブカードの前記プローブの位置を検出すると共に、前記ステージに保持された前記基板の前記電子デバイスの電極の位置を検出するアライメント動作を行い、前記電子デバイスの電極と前記プローブの相対位置を検出するアライメント機構と、を備え、
前記移動制御部は、前記アライメント機構の検出した前記相対位置に基づいて、検査する前記電子デバイスの電極を前記プローブに接触させるように前記移動機構を制御するプローバにおいて、
前記移動機構の少なくとも1つの移動軸の駆動モータの電流値を測定するモータ電流測定部と、
前記移動制御部が、前記少なくとも1つの移動軸の移動位置を維持するように制御した時の前記モータ電流測定部の測定した電流値から、前記移動機構の前記少なくとも1つの移動軸にかかる荷重を演算する電流−荷重演算部と、を備えることを特徴とするプローバ。 A prober for connecting each terminal of the tester to an electrode of the electronic device in order to inspect the electronic device on the substrate with a tester,
A probe card having a probe that contacts the electrode of the electronic device and connects the electrode to a terminal of the tester;
A stage for holding a substrate;
A moving mechanism for moving the stage;
A movement control unit for controlling the movement mechanism;
The position of the probe on the probe card is detected, and an alignment operation for detecting the position of the electrode of the electronic device on the substrate held on the stage is performed to detect the relative position of the electrode of the electronic device and the probe An alignment mechanism
The movement control unit is a prober that controls the movement mechanism to bring the electrode of the electronic device to be inspected into contact with the probe, based on the relative position detected by the alignment mechanism.
A motor current measuring unit for measuring a current value of a driving motor of at least one moving shaft of the moving mechanism;
The load applied to the at least one moving shaft of the moving mechanism is determined from the current value measured by the motor current measuring unit when the movement control unit controls the moving position of the at least one moving shaft to be maintained. A prober comprising: a current-load calculation unit for calculation.
前記プローブカードの前記プローブの位置を検出すると共に、前記ステージに保持された前記基板の前記電子デバイスの電極の位置を検出するアライメント動作を行い、前記電子デバイスの電極と前記プローブの相対位置を検出し、
検出した前記相対位置に基づいて、検査する前記電子デバイスの電極を前記プローブに接触させるように移動させるプロービング方法において、
前記ステージを移動させる移動機構の少なくとも1つの移動軸の駆動モータを移動位置を維持するように制御した時の前記駆動モータの電流値を測定し、
測定した電流値から、前記移動機構の前記少なくとも1つの移動軸にかかる荷重を演算することを特徴とするプロービング方法。 In order to inspect an electronic device on a substrate with a tester, a probe provided on a probe card of a prober and connected to each terminal of the tester is brought into contact with an electrode of the electronic device on the substrate held on the stage. A probing method,
The position of the probe on the probe card is detected, and an alignment operation for detecting the position of the electrode of the electronic device on the substrate held on the stage is performed to detect the relative position of the electrode of the electronic device and the probe And
In the probing method of moving the electrode of the electronic device to be inspected so as to contact the probe based on the detected relative position,
Measuring the current value of the drive motor when the drive motor of at least one moving shaft of the moving mechanism for moving the stage is controlled to maintain the moving position;
A probing method comprising: calculating a load applied to the at least one moving shaft of the moving mechanism from a measured current value.
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010132378A (en) * | 2008-12-02 | 2010-06-17 | Ueno Seiki Kk | Holding means drive device, and method and program for controlling the same |
CN104267299A (en) * | 2014-10-23 | 2015-01-07 | 昆山国显光电有限公司 | Array test device and method |
JP2015170627A (en) * | 2014-03-05 | 2015-09-28 | 株式会社東京精密 | Method for controlling contact position |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5892968A (en) * | 1981-11-30 | 1983-06-02 | Hitachi Ltd | Automatic probe head |
JP2001110857A (en) * | 1999-10-06 | 2001-04-20 | Tokyo Electron Ltd | Probing method and device |
JP2003066097A (en) * | 2001-08-27 | 2003-03-05 | Toshiba Corp | Testing device for semiconductor device |
JP2004071909A (en) * | 2002-08-07 | 2004-03-04 | Tokyo Electron Ltd | Driving-gear and probe device of mounting stand |
JP2005333045A (en) * | 2004-05-21 | 2005-12-02 | Nec Electronics Corp | Prober |
-
2006
- 2006-05-30 JP JP2006149659A patent/JP4878918B2/en active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5892968A (en) * | 1981-11-30 | 1983-06-02 | Hitachi Ltd | Automatic probe head |
JP2001110857A (en) * | 1999-10-06 | 2001-04-20 | Tokyo Electron Ltd | Probing method and device |
JP2003066097A (en) * | 2001-08-27 | 2003-03-05 | Toshiba Corp | Testing device for semiconductor device |
JP2004071909A (en) * | 2002-08-07 | 2004-03-04 | Tokyo Electron Ltd | Driving-gear and probe device of mounting stand |
JP2005333045A (en) * | 2004-05-21 | 2005-12-02 | Nec Electronics Corp | Prober |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010132378A (en) * | 2008-12-02 | 2010-06-17 | Ueno Seiki Kk | Holding means drive device, and method and program for controlling the same |
JP2015170627A (en) * | 2014-03-05 | 2015-09-28 | 株式会社東京精密 | Method for controlling contact position |
CN104267299A (en) * | 2014-10-23 | 2015-01-07 | 昆山国显光电有限公司 | Array test device and method |
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